Puntos clave:
A principios de este año, estaba enseñando ciencias a un grupo de estudiantes de noveno grado involucrados en un programa de aprendizaje de verano. A pesar de no tener acceso a un laboratorio dedicado, era importante que mis estudiantes tuvieran la oportunidad de participar en un aprendizaje práctico, tecnológicamente habilitado y relacionado con el mundo real.
Se necesitaba cumplir con todos los requisitos: las investigaciones debían ser:
- Prácticas
- Relacionadas con la experiencia de vida de los estudiantes
- Cuantitativas, idealmente con una variable dependiente que pudiera medirse
- Nivel de entrada ya que los estudiantes del programa tenían niveles de experiencia y exposición muy variados
- De bajo riesgo para los estudiantes y para el salón, que tenía alfombras y no contaba con acceso a lavabos o agua corriente
- Realizables sin material de vidrio químico
El componente práctico era especialmente importante, ya que este tipo de aprendizaje conecta a los estudiantes con el proceso de la ciencia, permitiéndoles practicar la observación y la identificación de posibles patrones, o la falta de ellos.
Ya sea en un laboratorio equipado o en un aula más tradicional, como donde enseñé este verano, a continuación hay tres consejos para educadores que buscan incorporar más aprendizaje práctico en su instrucción STEM.
Comienza simple. No se necesitan muchos suministros costosos para involucrar a los estudiantes en un aprendizaje práctico, ¡comienza con un termómetro o, mejor aún, una sonda de temperatura!
Para el programa de verano, creé un experimento en el que los estudiantes pudieron probar diferentes tipos de sales de carretera. Utilicé AquaDoc IceMelt, que es principalmente cloruro de calcio, y KindMelt, que es principalmente cloruro de magnesio y cloruro de sodio. Ambos están disponibles en Amazon.
Luego reuní un conjunto de sondas de temperatura Vernier Go Direct de la escuela donde enseño durante el año escolar y pedí botellas de agua pequeñas que los estudiantes pudieran usar como contenedores de reacción. El programa de verano proporcionó Chromebooks para que los estudiantes los usaran. Estos eran perfectos para ejecutar la aplicación de Análisis Gráfico de Vernier, que mis estudiantes utilizaron para ayudar a analizar sus hallazgos de datos.
Da a los estudiantes agencia. En mi experiencia, incluso los estudiantes reacios se interesan en configurar un experimento científico cuando tienen cierto nivel de control sobre lo que van a probar.
Después de una breve introducción, mis estudiantes determinaron su variable constante -para la mayoría de ellos era la cantidad de agua utilizada en cada prueba- y sus variables dependientes e independientes.
Como todos mis estudiantes son del noreste, ya estaban familiarizados con las sales de carretera -sus padres o tutores las esparcen en aceras, entradas y escaleras de apartamentos durante el clima invernal. Lo que no se daban cuenta es por qué esas sales son tan efectivas para derretir el hielo y la nieve.
En el momento en que descubrieron que el cloruro de calcio y el cloruro de magnesio causan un aumento dramático de temperatura al agregarse al agua, se sorprendieron y emocionaron. Aún más cuando se dieron cuenta de que el cloruro de sodio parece provocar una ligera, pero notable, disminución de la temperatura.
Durante el experimento, los estudiantes tuvieron la oportunidad de registrar la temperatura máxima o mínima para cada prueba utilizando las sondas de temperatura, y luego utilizar la aplicación de Análisis Gráfico para crear gráficos y analizar sus resultados. El uso de sondas ayudó a los estudiantes a cuantificar sus observaciones: mientras los estudiantes pueden sentir los cambios de temperatura solo con sostener los contenedores en sus manos, el uso de tecnología de recolección de datos proporcionó los datos medibles que necesitaban para entender la relación entre la cantidad de sal agregada y el cambio de temperatura.
Invita a hacer preguntas para impulsar los siguientes pasos en el aprendizaje. Experimentos auténticos y prácticos, como este, a menudo generan preguntas de los estudiantes. Y cuando los estudiantes se dan cuenta de que sus preguntas son tomadas en serio y que se les invita a crear preguntas comprobables, se involucrarán más en el proceso de aprendizaje.
A menudo he encontrado que en el momento en que les doy a los estudiantes un sensor y la orientación adecuada para explorar, comienzan a hacer más preguntas. En este caso, surgieron preguntas como “¿Qué pasa si mezclamos las dos sales de hielo diferentes?”, “¿Hasta qué punto puede subir la temperatura?” y “¿Podemos derretir la botella de plástico si agregamos suficiente sal?”.
Si las circunstancias lo permiten, darles a los estudiantes tiempo para probar algunas de las preguntas más entretenidas puede profundizar su aprendizaje. En este experimento, por ejemplo, una botella de agua perdió su forma debido al calor generado cuando un grupo de estudiantes agregó cucharadas de AquaDoc a la muestra de agua. Esto llevó a los estudiantes a preguntar: “¿Por qué una sal hace que el agua se caliente mucho más que la otra?”, lo que se alinea bien con el Estándar de Ciencias de la Generación Futura centrado en la materia y sus interacciones.
Después de pruebas y discusiones adicionales, los estudiantes investigaron los pros y los contras ambientales de diferentes tipos de sales de carretera y realizaron una evaluación informada sobre cuál recomendar. Esto los involucró aún más con los estándares de ingeniería y medioambientales.
El aprendizaje auténtico, práctico y la recolección de datos como este crean la infraestructura para que los estudiantes se pregunten y piensen críticamente sobre sus resultados, así como para conectar sus hallazgos con el mundo que les rodea. En mi experiencia, este nivel de participación en STEM es realmente difícil de lograr solo con libros de texto y problemas prácticos.
Petra van’t Slot, Profesora de Ciencias de Secundaria